溢洪道是水库水工建筑物的关键环节，承担着水库在洪水期间泄洪任务，设计合理直接关系到水库后期建筑结构的安全性，也关系到水库能否安全稳定运行，更关系到改造工程建设的成本控制、造价管理工作质量高低，所以说做好溢洪道工程结构设计就显得十分必要。
1 桃曲坡溢洪道加闸工程现状
桃曲坡水库位于铜川市耀州城区西北约15km处，建于上世纪70年代，枢纽工程为Ⅲ等中型工程，控制流域面积830km2，总库容5720万m3，水库由拦河坝、溢洪道、高低放水洞等四部分组成。溢洪道位于大坝右侧,为“L”型侧槽式，由侧堰、侧槽和陡坡三部分组成。溢洪道堰长104m，侧堰长89m，正堰长15m。桃曲坡水库经过马栏河引水工程建设，水库库容增加，溢洪道已经不能满足水库防汛要求，加之溢洪道右岸高边坡稳定安全系数较低，已经严重地影响到水库防汛保安，所以说对溢洪道进行改造迫在眉睫。
2 桃曲坡水库溢洪道改造思路
溢洪道通常有引流段（近口段）、控制段（堰流段）、泄流段（陡坡、急流段）及消能段四部分组成。桃曲坡水库溢洪道改造工程布局时应尽量利用地形地貌，要经济合理又要保证安全。改造时在原溢洪堰基础加闸以抬高正常蓄水位，溢洪道轴线仍维持原有轴线不变，侧槽与泄流段维持原过水断面不变，因原溢洪道出口无消能设施，设计时考虑到该处地势陡、落差大、基岩裸露，故增设挑流鼻坎，采用挑流方式进行消能，通过溢洪道改造，使水库防洪标准达到100年一遇洪水设计，1000年一遇洪水校核水平。
3 引流段工程设计要点
溢洪道水流入口设计为喇叭状，最大程度保证水流进入平缓顺畅。该段设计为矩形，坝端以及主建筑物附近、弯道两边的凹岸部分均应加设砌护结构，以保证溢洪道的稳定与安全。为了满足溢流堰过流能力及进口水流平顺，在堰前21m范围内开挖顶面高程不得高于780m，并设置墙顶高程792m的左右翼墙。由于左右翼墙需与右坝肩平顺相接，采用椭圆曲线x2/152+y2/102=1；右翼墙受地形限制，采用椭圆曲线x2/102+y2/6.672=1，顶宽1m，底宽7.5m，高25.6，净高15m，左右翼墙采用75#浆砌块石。
4 控制段工程设计要点
4.1 堰流段设计要点
入口处的水流与该段建筑物应呈垂直状态，以保证泄流的均匀程度。原堰体前新增堰体宽6m，堰宽共8m，堰项高程783.5m，上游面直立，采用半径8m的圆弧与原堰体1∶0.5直线相切；新增浆砌石堰体采用1m厚钢筋混凝土护面；新堰体与老堰体之间，新老堰体与混凝土护面之间均采用长2mΦ22锚筋相连，梅花形布设，纵横间距2m，新堰体下设置帷幕灌浆。堰上共设7个闸孔，闸孔尺寸10.5m×5.5m，溢流总宽为73.5m，溢流堰总长86.1m，闸墩宽1.8m，长8m，宽8.5m，为抬高水库正常蓄水，设7扇平面工作钢闸门，采用7台QPQ2×25t固定卷扬启闭机启闭。为满足闸门检修要求，设1扇平面检修钢闸门，采用1台2×20t电动葫芦启闭。
4.2 侧槽工程设计要点
溢流堰后侧槽维持原梯形过水断面不变，边坡比为1∶0.3，槽底亦为梯形，上游宽7.62m，下游宽20m，侧槽长79.28m，比降0.65%，出口底高程772m。边坡、底板均采用80cm厚200#钢筋混凝土。
5泄流段工程结构设计要点。
5.1 泄流段设计要点
泄流段维持原梯形过水断面不变，底宽仍为20m，比降1/100，坡比1∶0.3，依据水工模型试验成果，为使侧槽水流平顺导入泄流段，改善水流流态，避免产生不利的折冲水流，在其中部设置台阶式导流导向墩，墩厚1.5m～2.5m，采用现浇200#钢筋混凝土浇筑。该段边坡衬砌高度10.5m～9m，厚度50cm，底板厚度为80cm，采用200#钢筋混凝土衬砌。
5.2 渐变段设计要点
为了使水流平顺，尽量避免产生折冲，在急流陡坡段采用矩形过水断面。由梯形断面到矩形断面必然会有一渐变段，为了不致在该段内产生壅水，采用上下游过水断面基本相等，该段底宽由20m渐变到22.8m，渐变段比降1/500，进口底高程770.625m，其中渐变段长30m，过渡段长8.134m。该段边坡衬砌高度为9m～7.6m，边坡与底板厚度50cm，采用200#钢筋混凝土衬砌。
5.3 陡坡段工程设计要点
在该段设计中，避免陡坡段或缓流段过剧收缩，水面坡降偏小，发生显著塞水和流态变化，导致侧槽深度不够，流量系数减小，使侧堰局部呈现淹没出流。陡坡段采用矩形过水断面，底宽为22.8m，进口底高程770.549m。为避免底部衔接不平顺产生负压，在溢流段设一半径20m，圆心角18.435°弧形底板，其余为1∶3陡坡段，该段边坡衬砌高度7.6m～6m，厚度1m，底板厚度1.2m，采用250#钢筋混凝土衬砌。
5.4 泄槽底板设计要点
溢洪道泄槽底板及边墙每10m左右设置一条纵横结构伸缩缝，底板中间纵缝错开布置；结构伸缩缝缝宽20mm，其内设651型橡胶止水带一条，沥青刨花板充填。为防止高速水流在衬砌分块部产生凸起压力，施工中要求横缝下游板块边缘低于上游板块边缘1cm。其衬砌采用现浇200#混凝土衬砌，为保证护坡式边墙的稳定性，边墙下结构缝距离底板边缘0.5m。
6 溢洪道消能段设计要点
6.1 挑流鼻坎设计要点
因其段是增设工程，在设计中避免消力池长度和深度达不到满足需要，消能不够充分，势必会使大大影响溢洪道泄流能力和消能效果，对溢洪道衬砌造成冲击，危及坝肩安全，致使下游河段发生严重冲刷，如果实际泄洪流量达不到设计要求的泄量，造成溢洪道运行不安全。挑流鼻坎为半径18m，圆心角为58.435°的圆弧段，底宽22.8m，为了增加消能效果，减轻下游冲刷，根据地形特点及模型试验成果，底宽渐边为23.4m，并使左右两侧以溢洪道中心线为准呈不对称状。为避免高速水流对挑流鼻两岸边坡的侵蚀，分别在鼻坎段设置左右翼墙，左翼墙长15.085m，右翼墙长5.8m，挑流鼻坎进口底高程为756.263m，坎顶高程为759.55m，反弧段最低点厚度取2m，齿墙和鼻坎总高度为14.55m，齿墙底高程为745m，采用250#钢筋混凝土衬砌。
6.2 左右翼墙设计要点
该段左边墙及翼墙采用衡重式挡土墙，上部5.5m为顶厚0.5m、底厚2.5m梯形断面，下部为厚1m的钢筋混凝土护面，右边墙采用1m厚的钢筋混凝土护面。在泄槽底板下部设纵横Φ200无砂预制半圆形混凝土排水管，纵向仅在中央设一条，横向均在紧靠横缝上游底板下相应设置分别由两边以1/50坡流向中央纵向缝，最后经挑流鼻坎末端排出。为排除鼻坎反弧段内积水，在弧底最低点处底板内设两条通向鼻坎末端的Φ150排水管。
6.3 底板与边墙设计要点
该段底板与边墙采用整体式结构，即边墙与底板联接成一个整体，底板及边墙采用现浇250#混凝土衬砌，结构伸缩缝缝宽20mm，其内设651型橡胶止水带一条，聚氯乙烯胶泥充填。为了增加混凝土衬砌的稳定性，设计在底板和边墙上均设置Φ22砂浆锚杆与基岩相连，梅花形布设，纵横间距3m，锚筋长2m～3m。在渐变段与陡坡段左边墙部分已出现土石分界线，对于边墙以上岩石部分永久开挖坡比采用1∶0.3，土质部分永久开挖坡比采用1∶0.7。其中有一段由于土坡高度较大，为保证边坡安全稳定，在土坡分界线以上10m高度处设一个1.5m宽戗台。
6.4 护坦段工程设计要点
为防止小于起挑流量的洪水掏刷鼻坎齿墙，于751m设1.5m厚200#钢筋混凝土护坦，依据地形共布置四块底板，宽度均为8m，共32m宽，块间仍设结构伸缩缝，其形式与泄流段相同。护坦段底宽32m，长7m～11m，底板高程751m，厚度1.5m，采用200#钢筋混凝土衬砌。为了避免高速水流对出口左岸土坡的侵蚀，50#浆砌石护坡，厚度为0.3m。
7 结论
桃曲坡水库溢洪道改造工程先后完成土石方开挖28.5万m3,土石方回填4.44万m3,砌石1.79万m3,砼3.39万m3,主体完工后即下闸蓄水，水库正常水位抬高4m，增加库容1040万m3,增加调蓄水量2169万m3,改造溢洪道初显成效。随着加闸工程全面完工试蓄水，水库水位达到788.5m，也就是加闸后的最高蓄水位，经受长达120天的高水位考验，并下泄洪水1.1亿m3,最大下泄流量200m3/s,水流平稳，泄流形态良好，满足设计要求，溢洪道经受了运行考验，工程运行安全。
